為什么還經(jīng)常發(fā)現(xiàn)新的元素
大家知道萬物是有哪些元素構(gòu)成的嗎?在中國古代人們認(rèn)為是井木水火土五種元素,可是隨著科技的不斷發(fā)達(dá),人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了新的元素。元素周期表究竟能有多長?為什么還經(jīng)常發(fā)現(xiàn)新的元素,其中的原因是什么呢?相信許多朋友們都不太了解,下面就小編來給大家解答一下疑惑吧。
2010年2月19日是天文學(xué)家哥白尼&ld;537歲&rd;生日。國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)選擇在這天宣布,第112號(hào)元素正式以哥白尼命名,相應(yīng)元素符號(hào)為,中文名&ld;鎶&rd;。
中國古代人們認(rèn)為萬物是金木水火土五種東西構(gòu)成的,古希臘人則以為是水火土木四種基本元素組成的。18世紀(jì)人們才逐漸認(rèn)識(shí)并發(fā)現(xiàn)了真正的元素,1869年門捷列夫公布了元素周期表,有63種元素。此后新元素的研究一直是具有挑戰(zhàn)性的課題。今天已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了110多種元素,其中原子序數(shù)92(鈾)以后的元素不能穩(wěn)定存在,只能人工合成。
核化學(xué)家西博格,第106號(hào)元素就是以他的名字命名的
1934年,意大利物學(xué)家費(fèi)米用中子轟擊許多元素的原子核,發(fā)現(xiàn)絕大部分元素都能變成原子序數(shù)增加1的元素。元素周期表目前已擴(kuò)展到118號(hào)元素。原子序數(shù)越大,核內(nèi)靜電斥力越大,原子核也就越不穩(wěn)定,合成也就越困難。例如,98號(hào)元素的半衰期為470年,100號(hào)為82天,105號(hào)為40秒,110號(hào)為86毫秒。
怎么樣才能人工合成新元素呢?主要有兩種方法。一種是俘獲反應(yīng):把鈾-238放入核反應(yīng)堆中長時(shí)間照射,鈾吸收中子,再衰變產(chǎn)生質(zhì)子數(shù)超過鈾的元素。93號(hào)到100號(hào)元素都是這樣合成的。其中就包括核反應(yīng)堆、核武器的關(guān)鍵原料94號(hào)元素钚-239。
部分超鈾元素半衰期(柱形高度表示半衰期相對(duì)長短)
另一種是重離子熔合反應(yīng):用高速重離子轟擊合適的靶原子,讓它們?cè)谧矒糁衅扑椋酆铣刹环€(wěn)定的重原子核,產(chǎn)生出所需要的新元素。以德國亥姆霍茲重離子研究中心所合成的112號(hào)元素為例:先把鋅(30號(hào)元素)核制作出離子束流,在電磁場中加速到約為光速的10%,直接撞擊在鉛(82號(hào)元素)靶上。高速碰撞的結(jié)果是多數(shù)原子都粉碎了,但還有少量鋅核和鉛核熔合,形成112號(hào)元素。107到116、118號(hào)元素都是這樣合成的。中國科學(xué)院近代物研究所的蘭州重離子加速器也在進(jìn)行這方面的研究工作,成功合成過
合成新元素的主要困難在于,每次碰撞實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生熔合的概率很小,必須進(jìn)行大量的碰撞才能產(chǎn)生足夠多的新元素以供檢測。另外,超重元素半衰期極短,在指定的時(shí)間內(nèi)得到的新元素?cái)?shù)量非常少,監(jiān)測儀器設(shè)備必須非常精密,能處大樣本數(shù)據(jù)。最后,實(shí)驗(yàn)結(jié)果必須被其他同行獨(dú)立檢驗(yàn),能重復(fù)地得到相同結(jié)果,才能被認(rèn)同并正式命名。所以你可能看到周期表有一些臨時(shí)命名的元素,如113號(hào)元素、118號(hào)元素還沒有得到正式命名。
元素周期表中前7個(gè)周期的元素都已經(jīng)被找到。要想發(fā)現(xiàn)新元素必須在第八個(gè)周期中尋找了。目前德國亥姆霍茲重離子研究中心和俄羅斯杜布納聯(lián)合原子核研究所正在競賽,看誰先合成119號(hào)、120號(hào),以及184號(hào)元素。看來元素周期表還遠(yuǎn)沒有寫到盡頭呢,大自然藏著的奧秘還多著呢。